测算河流控制断面生态基流的几种方法

李凯 谢敬芬

摘要：针对不同控制断面，提出有、无实测水文资料情况下的生态基流的方法，为水资源规划、论证提供方法和依据。即对于河流水文站控制断面，有实测水文资料时，可采用月最小值法、年内不同时段值法，确定河流控制断面的年基本生态环境需水量;对于水功能区控制断面、生态补偿跨界断面，采用年值法（水功能区纳污能力设计流量计算法、最枯年值法、Tennant年值法）确定河流控制断面的年基本生态需水量。

关键词：河道断面;生态基流;生态需水量

1 有实测径流资料的控制断面生态基流计算

1.1 月最小值法

参照《河湖生态环境需水计算规范》（SL/Z 712-2014），根据河流控制断面水文资料的年内月分配，测算采用“Qp法（95%频率最枯月平均值法）”、“近10年最枯月平均流量法”作为月最小值计算方法。

（1）Qp法

采用95%保证率下最枯月平均流量作为生态基流。该方法是以节点长系列（n≧30年）天然月平均径流量为基础，用每年最枯月平均流量进行频率分析，频率为95%的最枯月平均流量即为所求。

对存在冰冻期或季节性河流，可将冰冻期和由于季节性造成的无水期排除在Qp法之外，只采用有天然经流量的月份排频得到。

本次计算方法针对于具有长系列（n≧30年）天然月平均径流量的河流水文站，涉及滦河干流郭家屯站、三道河子站;小滦河沟台子站等共计16个断面。详见表1。

（2）近10年最枯月平均流量法

采用最近10年最枯月平均流量，即10年中的最小值，作为基本生态环境需水量。

1.2 年内不同时段值计算方法

（1）Tennant法

根据区域河流水资源特点，确定年内较枯时段生态基流量占同时段多年平均天然流量的10%，较丰时段生态基流量占同时段多年平均天然流量的10%。计算结果详见表2。

（2）频率曲线法

用长系列（n≧30年）水文资料的月平均流量的历史资料构建各月水文频率曲线，将95%频率相应的月平均流量作为对应月份的基本生态环境需水量，组成年内较枯（11月～次年5月）、较丰（6月～1月）不同时段值，作为年内较枯、较丰时期的基本生态环境需水量。计算结果详见表3。

1.3 年值计算法

其计算公式为：

式中：Qba——基本生态环境需水量的全年值;

Qbi——基本生态环境需水量年内最小值、不同时段值，包括逐月或非汛期、汛期值。

2 无实测径流资料控制断面生态基流计算

无实测径流资料控制断面生态基流计算采用年值法，主要有水功能区纳污能力自净水量计算法、年最枯值计算法、Tennant法年值计算法。其中水功能区纳污能力自净水量计算法主要参照《承德市入河排污口规范化建设方案》成果;年最枯值计算法主要根据水文比拟法计算断面处1980-2016年年均径流量，对其进行频率计算，频率采用95%;Tennant法主要根据水文比拟法计算断面处1980～2016年年均径流量，河道生态基流量为多年平均天然年径流量的10%。

2.1 自净水量计算法

河流自净水量为满足水体水质要求，所需有的水量。依据《承德市入河排污口规范化建设方案》相关成果，水功能区以纳污能力计算设计水量作为自净需水量。

依照《水域纳污能力计算规程》（GB/T25173-2010），河流采用最近10年最枯月平均流量（水量）或90%保证率最枯月平均流量（水量）作為设计流量（水量）。承德属于北方缺水地区，根据实际情况，《承德市入河排污口规范化建设方案》采用75%保证率枯水期月平均流量（水量）作为其设计流量（水量），无水文资料时，采用内插法、水量平衡法、类比法等方法推求设计流量。

本次计算方法针对于潮滦河流域无实测径流资料的承德市水功能区控制断面。涉及滦河冀蒙缓冲区外沟门子断面、兴洲河承德农业用水区窑沟门等共计11个断面。详见表2-1。

2.2 最枯年值计算法

缺少实测径流资料的控制断面，根据水文比拟法，取95%保证率下多年平均天然年径流量作为年生态基流量。

2.3 Tennant年值计算法

缺少实测径流资料的控制断面，根据水文比拟法，计算断面处年均径流量，河道生态基流量为多年平均天然年径流量的10%。

3 结论

当河道控制断面具有实测的径流资料时，采用月最小值法、年内不同时段值法，确定河流控制断面的年基本生态环境需水量;河道控制断面无实测径流资料时，采用年值法（水功能区纳污能力设计流量计算法、最枯年值法、Tennant年值法）确定河流控制断面的年基本生态需水量，前者针对于河流水文站控制断面后者主要针对于水功能区控制断面、生态补偿跨界断面。

参考文献

[1] 孟慧颖.河流生态基流的计算方法及其适用性分析[J].科技传播，2013（9）：115.

[2] 李亚伟，卫东山，董青，等.皂市水利枢纽下游河道生态基流量研究[J].南水北调与水利科技，2010（1）：27-29.